CN105905181A - 磁盘吊挂循环爬壁机器人 - Google Patents
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Abstract
一种磁盘吊挂循环爬壁机器人，包括机座和两组结构相同对称分布的磁盘吊挂循环机构；两组磁盘吊挂循环机构设在机座的两侧，该机构包括电机、齿轮、轨道和若干磁盘装置，轨道由两个直线段和两个半圆弧段组成闭环轨道，轨道的上面与机座固连；每个磁盘装置的两个轴承外环位于轨道的Π形槽内；轨道近中直线段略低于其它段，确保在低位直线段的磁盘装置吸附工件，在高位段的磁盘装置脱离工件；电机驱动齿轮与磁盘装置啮合传动，迫使所有磁盘装置沿轨道循环运动，当两个电机同向和反向转动，该机器人沿工件壁转向和直线爬行。本发明吸附力强而稳定、运动灵活、结构简单、控制容易，机座携带机器人手和工具可修复大型装备和工件缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及机器人，特别涉及一种爬壁机器人。
背景技术
爬壁机器人是一种可以在垂直墙壁上攀爬完成超出人极限的自动化作业的机器人，近20年成为国内外机器人领域研究的热点和前沿。目前爬壁机器人已用于储油罐探伤检查、舰船喷漆、军事侦查、高楼消防、清洁和喷涂、核设备检查测厚等。
中国专利200710016408.8公开了一种铁基罐体爬壁机器人；公开号为CN1739925的中国专利公开了一种非接触磁吸附轮式爬壁机器人；公开号为CN1428226的中国专利公开了一种履带式多吸盘爬壁机器人的实现方法及所述方法的机器人；公开号为CN101181913的中国专利公开了一种串联式模块化爬壁机器人；公开号为CN101537619的中国专利公开了一种模块化可重构蠕虫式爬壁机器人；公开号为CN102343588A的中国专利公开了一种磁盘吸附式爬壁机器人；公开号为02158876的中国专利公开了一种五足爬壁机器人；公开号为CN101746429A的中国专利公开了一种六足仿生湿吸爬壁机器人。虽然上述爬壁类机器人各具特色，但用于极端条件下大型设备、装备及大工件缺陷现场修复和再制造一直是爬壁类机器人设计、研制和应用中面临的难题。
发明内容目的与优势：
本发明的目的在于提供一种吸附稳定、吸附力强、结构简单、运动灵活、控制简单的磁盘吊挂循环爬壁机器人。
本发明包括机座和两组结构相同对称分布的磁盘吊挂循环机构；所述机座包括主板、左板、右板、左外挡板、右外挡板、左内挡板、右内挡板，所述主板两端上面分别与左、右板下面对称重合连接，在重合面上分别设有垂直的通孔，左、右板外端分别与左、右外挡板垂直连接，与左、右外挡板相对的内侧的主板下面分别与左、右内挡板垂直对称连接；
所述磁盘吊挂循环机构包括电机、齿轮、轨道、若干磁盘装置，其中，两部电机分别设在上述左、右板与主板重合的上面，电机轴分别穿过上述重合面的通孔，该电机轴分别与齿轮同轴连接；所述轨道设在机座的两侧，由两个直线段和两个半圆弧段组成闭环轨道，轨道近中直线段略低于其它段，轨道截面呈∏形，其封闭端与机座固连，其开槽端朝下；
所述磁盘装置包括两个轴承、销轴、吊杆、套、永磁吸盘、环盖，两个轴承外环分别位于上述磁盘吊挂循环机构轨道的∏形槽内，两个轴承的内孔与销轴两端部同轴连接；吊杆上端设有与其轴线垂直的水平孔，销轴中部设在该水平孔内；套的上端为封闭端，其下端为开口端，封闭端上设有小通孔，吊杆下端与套的封闭端小通孔转动联接，永磁吸盘设在套内，环盖与套的开口端同轴连接。
两个轴承在轨道的∏形槽内自由滚动，并通过销轴吊挂磁盘装置沿轨道循环运动。轨道近中直线段略低于其它段，确保在低位直线段的磁盘装置吸附工件，在高位段的磁盘装置脱离工件，对工件有吸附力，无摩擦力。电机与机座固连，电机驱动轴穿过机座的通孔与与齿轮同轴连接，电机驱动齿轮与磁盘装置啮合传动，迫使若干磁盘装置沿轨道循环运动；若两个电机同向转动，该机器人沿工件壁面作转向运动，若两个电机反向转动，该机器人沿工件壁面作直线运动。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
由于8个永磁吸盘始终接触吸附工件壁，其余永磁吸盘始终呈非接触近距吸附工件壁，使该机器人具有吸附稳定、吸附力强、结构简单、运动灵活、控制简单的优点，当机座携带机器人手或铣刀、激光枪、磨头等工具可以完成极端条件下对太空站、核/水电站、采矿/冶金/装卸设备、采/输/储油气设备、大型舰船/飞机等大型装备及大工件表面缺陷现场修复和再制造，探伤检查、除锈、喷漆及军事侦查等任务。
附图说明
图1是本发明的主视剖视简图。
图2是本发明的仰视简图。
图中：1-1-主板、1-2-左板、1-3-左外挡板、1-4-左内挡板、1-5-右板、1-6-右外挡板、1-7-右内挡板、2-1-电机、2-2-齿轮、2-3-轨道、2-4-销轴、2-5-轴承、2-6-吊杆、2-7-套、2-8-永磁吸盘、2-9-环盖。
具体实施方式
在图1和图2所示的磁盘吊挂循环爬壁机器人示意图中，机座的主板1-1的两端上面分别与左板1-2和右板1-5下面对称重合连接，在重合面上分别设有垂直的通孔，左、右板外端分别与左外挡板1-3、右外挡板1-6垂直连接，与左、右外挡板相对的内侧的主板下面分别与左内挡板1-4和右内挡板1-7垂直对称连接；磁盘吊挂循环机构中的两部电机2-1分别设在上述左、右板与主板重合的上面，电机轴分别穿过上述重合面的通孔，该电机轴分别与齿轮2-2连接；轨道2-3设在机座的两侧，由两个直线段和两个半圆弧段组成闭环轨道，轨道截面呈∏形，其封闭端与机座固连，其开槽端朝下；两个轴承2-5外环分别位于轨道的∏形槽内，两个轴承的内孔与销轴2-4两端部同轴连接；磁盘装置中的吊杆2-6上端设有与其轴线垂直的水平孔，上述磁盘吊挂循环机构的销轴中部设在该水平孔内，套2-7的上端为封闭端，其下端为开口端，封闭端上设有小通孔，吊杆下端与套的封闭端小通孔转动联接，永磁吸盘2-8设在套内，环盖2-9与套的开口端同轴连接；两个轴承在轨道的∏形槽内自由滚动，并通过销轴吊挂磁盘装置沿轨道循环运动。
Claims (1)
1.一种磁盘吊挂循环爬壁机器人，它包括机座和两组结构相同对称分布的磁盘吊挂循环机构，其特征在于：所述机座包括主板、左板、右板、左外挡板、右外挡板、左内挡板、右内挡板，所述主板两端上面分别与左、右板下面对称重合连接，在重合面上分别设有垂直的通孔，左、右板外端分别与左、右外挡板垂直连接，与左、右外挡板相对的内侧的主板下面分别与左、右内挡板垂直对称连接；
所述磁盘吊挂循环机构包括电机、齿轮、轨道、若干磁盘装置，其中，两部电机分别设在上述左、右板与主板重合的上面，电机轴分别穿过上述重合面的通孔，该电机轴分别与齿轮同轴连接；所述轨道设在机座的两侧，由两个直线段和两个半圆弧段组成闭环轨道，轨道近中直线段略低于其它段，轨道截面呈Π形，其封闭端与机座固连，其开槽端朝下；
所述磁盘装置包括两个轴承、销轴、吊杆、套、永磁吸盘、环盖，两个轴承外环分别位于上述磁盘吊挂循环机构轨道的Π形槽内，两个轴承的内孔与销轴两端部同轴连接；吊杆上端设有与其轴线垂直的水平孔，销轴中部设在该水平孔内；套的上端为封闭端，其下端为开口端，封闭端上设有小通孔，吊杆下端与套的封闭端小通孔转动联接，永磁吸盘设在套内，环盖与套的开口端同轴连接。
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